玻璃纖維網格布簡稱玻纖網格布,指的是玻纖紗的網狀機織物,是玻纖織物的基本品種之 一,也是玻纖材料用做增強材料的基本形態之一。因為它具有足夠的經緯向強度、非導磁性、絕緣性和化學穩定性,增強作用大,因此應用廣泛。目前我國玻纖網格 布的主要品種有耐堿玻纖網格布、中堿玻纖網格布和無堿玻纖網格布。
隨著建筑節能工作深入開展,玻纖網格布作為抗裂防護層的關鍵增強材料在建筑墻體的應用作用有目共睹,應加以重視和全面推廣。國內長期 從事建筑外墻保溫系統技術和產品研究的北京振利高新技術公司,通過在700多萬平方米的實際保溫工程中的應用,詳細地對不同種類玻璃纖維的耐堿斷裂強力保 留率及其耐堿機理,不同涂塑量、介質及浸泡時間對耐堿網格布耐堿性能的影響以及耐堿網格布在外保溫系統中的作用機理進行了全面研究和驗證,最終確定了適用 于外保溫系統的玻纖網格布的品種和質量指標。這些技術和經驗的推廣,為國內外保溫技術和產品的快速發展奠定了堅實的基礎。他們對外保溫系統中玻纖網格布的 選型研究主要做法有以下幾種。
一、不同玻纖網格布的耐堿斷裂強力保留率的比較。對耐堿玻纖網格布、中堿玻纖網格布和無堿玻纖網格布均嚴格按照 GB/T7689.5-2001的標準要求進行初始斷裂強力的測試。結果表明,無堿和中堿網格布雖然初期強度很高,但浸入堿液幾天后,其強力保留率就下 降,時間越長,強力保留率就越低,直至最后被堿液腐蝕而失去強力,而僅有耐堿玻纖網格布能夠達到標準要求。
二、耐堿玻纖網格布中高分子纖維體和防水高分子表面處理劑的分析。耐堿玻纖網格布的主要成份是,通過實驗觀察到,在晶體周圍有高分子 纖維體的存在,它們共處的方式有包裹式(高分子纖維體包裹晶體)和平行式(高分子纖維體與晶體互不包裹,平行共存)。在通常情況下,耐堿玻纖網格布中骨料 與表面處理劑之間容易出現分離和析水,因而易降低耐堿玻纖網格布的均質性,使耐堿玻纖網格布里、外部位的性能存在一定的差異。高分子纖維體的存在起到承 托、填充和連接作用,阻止上述離析現象的發生,從而保證耐堿玻纖網格布的均質性,對耐堿玻纖網格布的抗滲性與耐久性起決定性作用;再者,由于纖維的彈性模 量低,極限拉伸率高,故可吸收承受應力過程中的能量,從而提高耐堿玻纖網格布的變形能力,相應地降低了耐堿玻纖網格布的脆性。
從對耐堿玻纖網格布中防水高分子表面處理劑的分析得知,耐堿玻纖網格布中表面處理劑的最大功用有兩點:首先,如同高分子纖維體一樣, 構成抵抗堿性物質侵襲的第一道防線。其次,由于高分子表面處理劑與水是相互不潤濕的,水溶液很難進入耐堿玻纖網格布內部,在耐堿玻纖網格布和抗裂水泥砂漿 之間不會賦存過多的水,在凍融效應發生時不會對墻體造成過大危害。
三、耐堿玻纖網格布與中堿玻纖網格布耐堿性能分析。經過對不同齡期耐堿玻纖網格布和中堿玻纖網格布的斷裂強力及耐堿強度保持率的對比 研究發現,兩類網格布的斷裂強力和耐堿強度保持率都呈現下降趨勢,其中中堿玻纖網格布的斷裂強力和耐堿強度保持率的下降強力和速度都要大于耐堿玻纖網格 布。另外,在硅酸鹽水泥基材中,抗堿玻璃纖維仍會受到水泥水化物的侵蝕,只是侵蝕速率與其它基材相比有所減緩。中堿玻纖網格布由于相對密度小,結構比較疏 松,容易被堿性物質侵蝕,其斷裂強力下降比較厲害,這種被破壞的速率要遠遠大于耐堿玻纖網格布。
四、斷裂強力在堿性介質中的變化。通過分析耐堿玻纖網格布和中堿玻纖網格布的斷裂強力在堿性介質中的變化情況,中堿玻纖網格布比耐堿 玻纖網格布在高溫堿性環境中更容易喪失基質與強度。在堿性介質浸漬初期,耐堿玻纖網格布與中堿玻纖網格布的變化差別不大,到了后期,它們的強度變化明顯。 原因是高溫堿性介質在浸漬初期逐漸破壞耐堿骨架基質,中堿玻纖網格布在這些介質被毀壞殆盡后才會出現明顯的強度下降,這也從另外一方面說明了耐堿玻纖網格 布的耐久性高于中堿玻纖網格布。另外對兩種網格布縱橫方向的斷裂強力分析,它們存在一定但又不是很明顯的差別,這可能是由于玻纖網格布在具體制造過程中橫 向與縱向纖維的接點粘結過程所致,一般不會對工程的施工應用和工程質量產生影響。
五、耐堿玻纖網格布耐堿性的影響因素及其在抗裂防護層的增韌機理分析。通過將相同規格的多塊耐堿玻纖網格布分別投入到預先已知的幾種 濃度堿性溶液中,觀察它們的斷裂強力隨時間變化的情況,計算出它們的耐堿強度保持率。試驗結果表明,堿性溶液中值越大,耐堿玻纖網格布的后期斷裂強力就下 降得越明顯。在KYKY1000B掃描電鏡(SEM)視野中,耐堿玻纖網格布表面存在著細小的條形裂紋,纖維和砂漿之間存在一定的約界面層,水分子會逐漸 透過這些條形裂紋浸漬進來,在水與纖維表面接觸形成固/液界面。在PH值大的情況下,體系會以較快的速度反應,使所有纖維周界被堿性液體包裹的機會增加, 纖維的孔隙逐漸被堿性液體全部填充,最終使網布喪失斷裂強力和耐堿強度保持率。因此要采用具有良好耐堿性且涂覆一定量高分子材料的耐堿玻纖網格布,并在抗 裂防護層外加設防水層,避免水的浸潤。
六、耐堿玻纖網格布在抗裂防護層增韌機理分析。通過對水泥砂漿+耐堿玻纖網格布體系樣品在常溫、常壓和通常濕度條件下進行養護,分別 測定出它們的彈性模量和軸壓強度。結果表明,這種機械性能的微小的差異來自耐堿玻纖網格布安放位置的不同以及假想應力承受面積的不同而變化。一組耐堿玻纖 網格布在承受外力作用時,其底端假想應力承受面積相對比較小,由此造成變形量也小,其彈性模量和軸壓強度就大;另外一組耐堿玻纖網格布位置比較高,承受外 力作用時,其底端假想應力承受面積相對比較大,變形量也會大,彈性模量和軸壓強度則小。
通過實驗得知,外保溫工程中所選用的玻纖網格布,必須考慮下列因素。
1、玻纖網格布復合抗裂砂漿在外保溫系統中起著關鍵的抗裂防護作用,考慮到網格布的使用應具有一定的強度,而且不能對抗裂砂漿起隔離 作用,正確的做法是將孔徑3~6mm、耐堿斷裂強力不小于1000N/50mm的玻纖網格布鋪貼在韌性良好的抹面砂漿中,并靠近面層一側。
2、表面涂塑材質及涂塑量對玻纖網格布的早期耐堿性具有較重要意義,玻纖品種對長期耐堿性具有決定意義。玻纖網格布不僅應規定其斷裂 強力值,而且應規定耐堿強度保留率,以確保玻纖網格布長期有效地發揮作用。玻纖網格布的耐堿性由玻纖品種、表面涂塑材質及涂塑量所決定。耐堿玻纖網格布的 耐堿性能尤其是長期耐堿性能優于中堿及無堿網格布。它們的根本區別在于耐堿玻纖表面存在著富鋯的界面,能使堿溶液中氫氧根離子濃度降低,抑制其在玻璃纖維 表面的擴散速度,從而提高玻璃的耐堿性。由于外保溫系統至少要滿足25年的使用要求,因此系統中所采用的玻纖網格布必須是由耐堿玻纖機織而成,并經耐堿高 分子材料涂塑。(作者黃振利系北京振利高新技術公司總經理、高軍系北京光華監理有限公司總監)黃振利 高軍
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